汽车零件翻边开裂和挤料问题分析与解决方案
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direction for process design and die maintenance.
Key words: flanging cracking；
extruding；die maintenance；solution
1
引言
设计上翻边。带翻边的折弯类零件常见的品质缺陷
汽车上的很多支架类零件为了保证产品强度，会
前弧长 L1，料边变长。
L1=0.5π×R1
图1
图 2 翻边向折弯外 R 方向
翻边向折弯内 R 方向
L2=0.5π×R2
料边长伸长量 L=L2-L1=0.5π×R2-0.5π×R1=0.5π×b
料边长伸长率△L=L/L2=0.5π×b/0.5π×R2=b/R2
3 开裂和挤料原因分析
3.1 挤料原因分析
中图分类号：TG385.2
文献标识码：
B
DOI：
10.12147/ki.1671-3508.2019.02.004
Analysis and Solution of Flanging and Bending Cracking
and Extruding Problems for Automobile Part
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
合格
合格
不合格
不合格
不合格
合格
不合格
不合格
合格
合格
重叠宽度≥3mm
不合格
不合格
不合格
不合格
重叠宽度＜3mm
不合格
不合格
不合格
不合格
任何冲压件少孔、多孔都是不可接受
不合格
不合格
不合格
不合格
圆角半径不均匀，未达到要求；明显不清晰、不光顺；配合
间隙达 2mm 及以上
【Abstract】Analyzes the geometric characteristics and the force deformation of flanging position
before and after flanging. Analyzes the causes of extruding and cracking. Provide reference
A
（1）缩短原因。如图 3 所示，翻边前料边 CD 弧长
L1，翻边后料边 AB 弧长 L2。翻边后料边长 L2 小于翻边
C
前料边长 L1，
料边长变短。
R2
D
R1
L1=0.5π×R1
L2=0.5π×R2
B
b
料边长缩短量 L=L1-L2=0.5π×R1-0.5π×R2=0.5π×b
料边长缩短率△L=L/L2=0.5π×b/0.5π×R1=b/R1
改变翻边
刃入顺序
决方案提供了有效的指导依据。
R8
R15
参 考 文
献
[1] 王再生. 冲模设计手册[M]. 北京：
机械工业出版社，
1988.
作者简介：宋吉海，男，1981 年 11 月生，从事工
增加工艺
缺口
作：汽车零部件冲压模具开发。
（收稿日期：
2018-10-28）
《模具制造》2019 年第 2 期
向压应力是最大主应力，
在翻边 R 角变形区域，
切向压
应力最剧烈，
无法达到应力平衡状态，
容易产生挤料。
· 12 ·
σd
图 6 变形受力分析
《模具制造》2019 年第 2 期
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·冲 模 技 术·
4 解决方案
A
2
折弯翻边的两种类型
D
σr
（1）翻边向折弯内 R 方向，如图 1 所示，此类零件
常见的品质缺陷是翻边挤料。
σr
B
（2）翻边向折弯外 R 方向，如图 2 所示，此类零件
C
图 4 变形受力分析
常见的品质缺陷是翻边开裂。
3.2
开裂原因分析
（1）伸长原因。如图 5 所示，翻边前料边长 CD 弧
长 L1，翻边后料边 AB 弧长 L2。翻边后弧长 L2 大于翻边
能出现开裂。
翻，预翻的时候可以将材料向两侧赶。
开裂解决方案如表 2 所示。
（4）改变翻边刃入顺序。翻边时让 R 角位置与翻
边镶块先接触，中间先翻，将 R 角位置材料向两侧赶，
表 2 开裂解决方案
两侧边后翻。
（5）增加工艺缺口。增加工艺缺口的原理与降低
方案
改善前
改善后
翻边高度类似，只是将折弯 R 角除的局部翻边高度降
由公式可得，边长缩短率受两个因素影响，折弯 R
图5
角大小和翻边高度。折弯 R 角越小，翻边越高，缩短
率越大，
缩短率越大产品越容易挤料。
翻边开裂料变化
由公式可得，边长伸长率受两个因素影响，折弯 R
角大小和翻边高度。折弯 R 角越小，翻边越高，伸长
率越大，
伸长率越大制件越容易开裂。
C
（2）变形受力分析。如图 6 所示，变形区域 ABCD
R2
A
部分，
毛坯受到切向拉应力σr 和径向拉应力σd。其中切
B
向拉应力是最大主应力，
在翻边 R 角变形区域，
切向拉
b
R1
应力最剧烈，
无法达到应力平衡状态，
容易产生开裂。
A
D
图3
翻边料边长变化
（2）变形受力分析。如图 4 所示，变形区域 ABCD
D
σr
σr
B
C
部分，
毛坯受到切向压应力σr 和径向压应力σd。其中切
4.1 挤料解决方案
4.2
开裂解决方案
（1）减小翻边高度。
（2）增大折弯 R 角。
（1）降低翻边高度。优点：最简单有效，且整改后
（3）预翻，在折弯时将 R 角位置的局部边先翻，起
较稳定。弊端：存在工艺局限性和客户产品尺寸要
到存料的目的。
求。适用于开发前期数据检讨阶段。
（2）增大折弯 R 角。
（4）减小翻边间隙。增大翻边过程中料边法向压
不合格
不合格
不合格
合格
圆角半径不均匀，
不够清晰光顺；
配合间隙达 2mm 以下
不合格
不合格
合格
合格
任何拉延、翻边、整形不到位都不可接受
不合格
不合格
不合格
不合格
2
3
孔毛刺
检
验
准
毛刺＞板料厚度 30%
目视、触摸、测量(螺
毛刺≤板料厚度 30%
旋测微器/
毛刺＞板料厚度 30%
厚度仪）
毛刺≤板料厚度 30%
4
·冲 模 技 术·
汽车零件翻边开裂和挤料问题分析与解决方案
宋吉海
襄阳东昇机械有限公司（湖北襄阳
441058）
【摘要】分析了翻边前后翻边位置的几何特征变化和变形受力，通过计算翻边过程中不同
半径下的弧长变化，分析开裂和挤料产生的原因，为模具开发过程中前期工艺设计和后期
模具维修调试提供参考方案。
关键词：
翻边开裂；挤料；模具维修；解决方案
优点：最简单有效，且整改后较稳定。弊端：存在
工艺局限性和客户产品尺寸要求。适用于开发前期
应力。优点：方案执行简单，容易操作。弊端：存在翻
边拉毛和镶块易磨损的问题。
（5）提高待翻边零件断面冲裁质量。优点：方案
数据检讨阶段。
（3）预翻。在折弯时将 R 角位置的局部翻边先
执行简单。弊端，稳定性差，刃口出现磨损后仍有可
高级经理。
（收稿日期：
2018-09-07）
出版社，
2013.
《模具制造》2019 年第 2 期
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· 11 ·
·冲 模 技 术·
因进行理论分析，归纳总结了此类零件在工艺和结构
σd
设计中的解决方案。
低，其余位置不变。
减小翻边
挤料解决方案如表 1 所示。
表1
方案
5
7
高度
挤料解决方案
改善前
改善后
增大折弯
R7
R10
R角
降低翻边
7
5
高度
预翻
增大折弯
R角
R12
R8
5
预翻
结束语
通过对带翻边折弯类零件料边几何变化分析和
应力分析，总结翻边折弯类零件开裂和挤料的解决方
案，为折弯翻边类零件开裂和挤料问题原因分析和解
料边毛刺
5
叠料
目视、测量
6
少孔、多孔
目视
7
圆角不顺
8
拉延、翻边、
整形不到位
目视、触摸、测量
目视、测量
参 考 文 献
[1] 赵秀侠，赵明. 浅谈前期车身冲压件质量控制问题[J]. 模具
[2]
标
判定结果
序号
制造，2015，
（2）
中国锻压协会. 汽车冲压件制造技术[M]. 北京：机械工业
A区
B区
C区
D区
第一作者信息：曹国亮，男，1980 年 12 月生，冲压
有开裂和挤料两种情况。本文通过对开裂和挤料原
表 3 功能缺陷判
目视
任何开裂、裂口的冲压件都是不可接受
不合格
不合格
不合格
不合格
缩颈
目视
任何缩颈的冲压件都是不可接受
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Key words: flanging cracking；
extruding；die maintenance；solution
1
引言
设计上翻边。带翻边的折弯类零件常见的品质缺陷
汽车上的很多支架类零件为了保证产品强度，会
前弧长 L1，料边变长。
L1=0.5π×R1
图1
图 2 翻边向折弯外 R 方向
翻边向折弯内 R 方向
L2=0.5π×R2
料边长伸长量 L=L2-L1=0.5π×R2-0.5π×R1=0.5π×b
料边长伸长率△L=L/L2=0.5π×b/0.5π×R2=b/R2
3 开裂和挤料原因分析
3.1 挤料原因分析
中图分类号：TG385.2
文献标识码：
B
DOI：
10.12147/ki.1671-3508.2019.02.004
Analysis and Solution of Flanging and Bending Cracking
and Extruding Problems for Automobile Part
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
合格
合格
不合格
不合格
不合格
合格
不合格
不合格
合格
合格
重叠宽度≥3mm
不合格
不合格
不合格
不合格
重叠宽度＜3mm
不合格
不合格
不合格
不合格
任何冲压件少孔、多孔都是不可接受
不合格
不合格
不合格
不合格
圆角半径不均匀，未达到要求；明显不清晰、不光顺；配合
间隙达 2mm 及以上
【Abstract】Analyzes the geometric characteristics and the force deformation of flanging position
before and after flanging. Analyzes the causes of extruding and cracking. Provide reference
A
（1）缩短原因。如图 3 所示，翻边前料边 CD 弧长
L1，翻边后料边 AB 弧长 L2。翻边后料边长 L2 小于翻边
C
前料边长 L1，
料边长变短。
R2
D
R1
L1=0.5π×R1
L2=0.5π×R2
B
b
料边长缩短量 L=L1-L2=0.5π×R1-0.5π×R2=0.5π×b
料边长缩短率△L=L/L2=0.5π×b/0.5π×R1=b/R1
改变翻边
刃入顺序
决方案提供了有效的指导依据。
R8
R15
参 考 文
献
[1] 王再生. 冲模设计手册[M]. 北京：
机械工业出版社，
1988.
作者简介：宋吉海，男，1981 年 11 月生，从事工
增加工艺
缺口
作：汽车零部件冲压模具开发。
（收稿日期：
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向压应力是最大主应力，
在翻边 R 角变形区域，
切向压
应力最剧烈，
无法达到应力平衡状态，
容易产生挤料。
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图 6 变形受力分析
《模具制造》2019 年第 2 期
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4 解决方案
A
2
折弯翻边的两种类型
D
σr
（1）翻边向折弯内 R 方向，如图 1 所示，此类零件
常见的品质缺陷是翻边挤料。
σr
B
（2）翻边向折弯外 R 方向，如图 2 所示，此类零件
C
图 4 变形受力分析
常见的品质缺陷是翻边开裂。
3.2
开裂原因分析
（1）伸长原因。如图 5 所示，翻边前料边长 CD 弧
长 L1，翻边后料边 AB 弧长 L2。翻边后弧长 L2 大于翻边
能出现开裂。
翻，预翻的时候可以将材料向两侧赶。
开裂解决方案如表 2 所示。
（4）改变翻边刃入顺序。翻边时让 R 角位置与翻
边镶块先接触，中间先翻，将 R 角位置材料向两侧赶，
表 2 开裂解决方案
两侧边后翻。
（5）增加工艺缺口。增加工艺缺口的原理与降低
方案
改善前
改善后
翻边高度类似，只是将折弯 R 角除的局部翻边高度降
由公式可得，边长缩短率受两个因素影响，折弯 R
图5
角大小和翻边高度。折弯 R 角越小，翻边越高，缩短
率越大，
缩短率越大产品越容易挤料。
翻边开裂料变化
由公式可得，边长伸长率受两个因素影响，折弯 R
角大小和翻边高度。折弯 R 角越小，翻边越高，伸长
率越大，
伸长率越大制件越容易开裂。
C
（2）变形受力分析。如图 6 所示，变形区域 ABCD
R2
A
部分，
毛坯受到切向拉应力σr 和径向拉应力σd。其中切
B
向拉应力是最大主应力，
在翻边 R 角变形区域，
切向拉
b
R1
应力最剧烈，
无法达到应力平衡状态，
容易产生开裂。
A
D
图3
翻边料边长变化
（2）变形受力分析。如图 4 所示，变形区域 ABCD
D
σr
σr
B
C
部分，
毛坯受到切向压应力σr 和径向压应力σd。其中切
4.1 挤料解决方案
4.2
开裂解决方案
（1）减小翻边高度。
（2）增大折弯 R 角。
（1）降低翻边高度。优点：最简单有效，且整改后
（3）预翻，在折弯时将 R 角位置的局部边先翻，起
较稳定。弊端：存在工艺局限性和客户产品尺寸要
到存料的目的。
求。适用于开发前期数据检讨阶段。
（2）增大折弯 R 角。
（4）减小翻边间隙。增大翻边过程中料边法向压
不合格
不合格
不合格
合格
圆角半径不均匀，
不够清晰光顺；
配合间隙达 2mm 以下
不合格
不合格
合格
合格
任何拉延、翻边、整形不到位都不可接受
不合格
不合格
不合格
不合格
2
3
孔毛刺
检
验
准
毛刺＞板料厚度 30%
目视、触摸、测量(螺
毛刺≤板料厚度 30%
旋测微器/
毛刺＞板料厚度 30%
厚度仪）
毛刺≤板料厚度 30%
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宋吉海
襄阳东昇机械有限公司（湖北襄阳
441058）
【摘要】分析了翻边前后翻边位置的几何特征变化和变形受力，通过计算翻边过程中不同
半径下的弧长变化，分析开裂和挤料产生的原因，为模具开发过程中前期工艺设计和后期
模具维修调试提供参考方案。
关键词：
翻边开裂；挤料；模具维修；解决方案
优点：最简单有效，且整改后较稳定。弊端：存在
工艺局限性和客户产品尺寸要求。适用于开发前期
应力。优点：方案执行简单，容易操作。弊端：存在翻
边拉毛和镶块易磨损的问题。
（5）提高待翻边零件断面冲裁质量。优点：方案
数据检讨阶段。
（3）预翻。在折弯时将 R 角位置的局部翻边先
执行简单。弊端，稳定性差，刃口出现磨损后仍有可
高级经理。
（收稿日期：
2018-09-07）
出版社，
2013.
《模具制造》2019 年第 2 期
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因进行理论分析，归纳总结了此类零件在工艺和结构
σd
设计中的解决方案。
低，其余位置不变。
减小翻边
挤料解决方案如表 1 所示。
表1
方案
5
7
高度
挤料解决方案
改善前
改善后
增大折弯
R7
R10
R角
降低翻边
7
5
高度
预翻
增大折弯
R角
R12
R8
5
预翻
结束语
通过对带翻边折弯类零件料边几何变化分析和
应力分析，总结翻边折弯类零件开裂和挤料的解决方
案，为折弯翻边类零件开裂和挤料问题原因分析和解
料边毛刺
5
叠料
目视、测量
6
少孔、多孔
目视
7
圆角不顺
8
拉延、翻边、
整形不到位
目视、触摸、测量
目视、测量
参 考 文 献
[1] 赵秀侠，赵明. 浅谈前期车身冲压件质量控制问题[J]. 模具
[2]
标
判定结果
序号
制造，2015，
（2）
中国锻压协会. 汽车冲压件制造技术[M]. 北京：机械工业
A区
B区
C区
D区
第一作者信息：曹国亮，男，1980 年 12 月生，冲压
有开裂和挤料两种情况。本文通过对开裂和挤料原
表 3 功能缺陷判
目视
任何开裂、裂口的冲压件都是不可接受
不合格
不合格
不合格
不合格
缩颈
目视
任何缩颈的冲压件都是不可接受
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